Комплексная переработка древесины

Размещено на http://www.allbest.ru

Реферат

«Комплексная переработка древесины»

Подготовили: Студенты

Василенко Никита

Павлючук Никита

Введение

Одним из наиболее доступных и востребованных природных материалов, которым пользуется человечество, является древесина и продукты ее переработки. Универсальность дерева позволяет использовать его практически во всех отраслях промышленности и хозяйства, при этом это один из немногих возобновляемых ресурсов планеты. Однако, несмотря на возможность искусственного возобновления лесных насаждений рациональная переработка древесины помогает получить намного больший эффект в сохранении лесов, сделав практически замкнутый цикл переработки, используя практически все части дерева при этом получая значительную прибыль.

"Комплексная химическая переработка древесины" означает технологическую переработку всей биомассы дерева для получения целевых продуктов. Следовательно, одной из основных задач данного технологического направления является использование таких видов растительного сырья, как некондиционная древесина, древесина малоценных пород, опилки, дрова, кора, древесная зелень, экстрактивные вещества древесины, различные побочные продукты переработки древесины и др.

Виды древесных отходов

Классификация отходов производства может строиться по нескольким признакам. Одним из таких признаков может быть группировка по месту образования древесных отходов:

Лесосечные - образуются в местах лесозаготовок;

( ветки, кора, остатки от рубки и раскряжевки, сучья и верхушки деревьев, в общем, все то, что нецелесообразно к сбору, транспортировке и дальнейшей переработке).

Промышленные - образующиеся в результате глубокой переработки древесины на промышленных предприятиях.

Промышленные отходы образуются на предприятиях, занимающихся переработкой дерева. В зависимости от вида выпускаемой продукции отходами могут служить - горбыль, щепа, кора, сучья, некондиционный шпон, опилки, отрезки древесноволокнистых и древесностружечных плит.

Методы

Наиболее интересным и перспективным направлением развития технологии переработки дерева выступает комплексная переработка древесины, которая подразумевает получение продукта с использованием 95-97 % сырья. Для этого в отличие от примитивных механических методов используются более технологичные методы получения готовой продукции или полуфабрикатов для дальнейшего производства:

химические методы;

биологические методы;

механические

Химические методы

Химическая переработка включает в себя несколько главных направлений:

производство бумаги на целлюлозно-бумажных комбинатах;

гидролиз;

пиролиз;

производство канифоли и скипидара.

Гидролиз.

В измельченную массу отходов добавляют разбавленную серную кислоту, после чего осуществляют нагревание смеси в котле паром до температуры 180 - 190оС. При гидролизе из высокомолекулярных углеводов образуются моносахариды, метанол, органические кислоты (уксусная и муравьиная), а также твердый остаток - так называемый гидролизный лигнин. Сахаросодержащий раствор выливают из котла, далее осуществляют нейтрализацию кислоты гидроксидом кальция и последующее отделение осадка и отправляют полученный раствор на брожение в специальный чан. В ходе бродильного процесса микроорганизмами осуществляется трансформация сахаров в спирт. Результат брожения - 1,2 - 1,6% раствор этанола, который с целью получения чистого спирта отправляется на ректификацию. Этанол - сырье, из которого производят синтетический каучук, красители, медикаменты, пластмассы и т.д.

Пиролиз.

Древесное сырье разлагается в пиролизных установках в безвоздушной среде при температуре 450оС. В результате пиролиза получаются вещества в жидком и газообразном состоянии, а также твердый остаток - древесный уголь. Начинается процесс с разделения массы древесины (отходов) на отдельные куски, которые далее подвергаются сушке. Следующая стадия - непосредственно сам пиролиз. Затем осуществляется охлаждение и стабилизация угольной части для исключения ее возгорания. Далее подвергают конденсации образовавшиеся пары. В наши дни для пиролиза в основном также используются компоненты лиственной древесины. Так, например, результатом пиролизного процесса березы, влажность которой составляет 10-15%, является образование 25% угля, 50% жидких соединений («жижки») и примерно 23% газообразных веществ.

Фракция древесного угля может направляться либо к непосредственным заказчикам, либо на завод по переработке с целью получения каких-либо изделий. Жидкий остаток процесса подвергают отстаиванию, при котором накапливается смола. Из нее получают уксусную кислоту, метиловый спирт, альдегиды и другую ценную продукцию. Газовая смесь, образующаяся при пиролизе, состоит из оксидов углерода, метана и некоторых других углеводородов. Таким образом, комплексная переработка дерева заключается в получении качественного массива древесины, материалов на древесно-стружечной основе, древесных изделий для разных отраслей производства, химических соединений.

Биологические методы

Самым простым методом переработки отходов древесины выступает биологический метод. Конечным продуктом такой обработки является компост - ценное удобрение богатое гумусом. В процессе переработки стружка, опилки и щепа под воздействием бактерий разлагаются, образуя ценнейший продукт повышения плодородия почв. В традиционном виде используются специальные бункеры или открытые площадки, в новейших технологических решениях всю процедуру контролирует компьютер, проводя процесс таким образом, чтобы получить перегной в нужное время с заранее определенными параметрами влажности и насыщенности кислородом.

Механические методы

Механическая обработка древесины позволяет получить необходимое сырье для производства древесных плит, строительных материалов, полуфабрикатов для изготовления целлюлозы, древесного спирта так и обычных пиломатериалов. Механическая обработка применяется в виде распила, дробления, получения шпона. Распил применяется для изготовления пиломатериалов. В результате этого процесса получается обрезная и необрезная доска, брус, рейки, отходом считается горбыль и опилки. Дробление древесины позволяет получить сырье для изготовления плит и листов, наполнителя для строительных материалов. В результате дробления получается щепа разной фракции - от самой мелкой для ДВП и до крупной, служащей для изготовления древесно-ориентированных плит. После дробления часть щепы уходит как сырье для химической и биологической переработки(как уже упоминалось ранее).

Кора

переработка древесина кора

Использование коры в производстве плит

Кора может использоваться во внутреннем слое трех- и пятислойных стружечных плит. Исследования фанеры показали, что трехслойные плиты при любом содержании коры во внутреннем слое в 1,2-1,5 раза прочнее однослойных. Внутренний слой на 40-50?% может состоять из измельченной березовой коры. Более низкие результаты дает использование осиновой коры - приходится увеличивать содержание связующего во внутреннем слое с 9-9,5 до 10,5-11?% (от массы абсолютно сухой древесины).

Переработка коры на удобрение

Измельченную кору складируют на асфальтированных или бетонированных площадках в кучах высотой 5-10 м с углом естественного откоса 30-40°, пересыпая ее добавками, содержащими азот и фосфор. В коре немало органических соединений. В период хранения в коре происходят биохимические процессы, температура внутри кучи повышается до 55-60?°С. Содержащийся в коре лигнин при определенных условиях со временем превращается в гумус. Кора богата различными питательными веществами и разлагается быстрее опилок, за счет высокой пористости она быстро накапливает и хорошо удерживает влагу. В результате химических реакций образуется компост, который по эффективности может конкурировать с другими удобрениями.

Ветки

Наиболее простым и доступным является механический способ, а именно переработка веток в щепу с помощью специального оборудования, подробнее о котором рассказано выше. Полученную щепу также применяют в садово-парковых работах:

как мульчу, предохраняющую почву от пересыхания и разрастания сорняков;

как удобрение и облегчение текстуры почвы;

как декоративную посыпку грунта.

Оборудование

Основное оборудование для переработки Автоматизированное оборудование позволяет не только увеличить производительность цехов и заводов, но и значительно сократить количество производственных травм, что немаловажно. В зависимости от объемов, а также направления переработки могут использоваться как несложные агрегаты, так и целые комплексы. Основные станки:

Шредеры - используются для измельчения отходов различного размера. В качестве основного рабочего органа применяются режущие ножи. Чем они прочнее, тем лучше.

Тихоходные измельчители - характеризируются высокой производительностью и надежностью. Позволяют получать щепы размером 8-10 мм.

Брикетировочный пресс - позволяет получать брикеты, используемые для отопления помещения или в промышленности. Характеризируется функциональностью - возможностью работы с различными видами материалов, например, деревом, бумагой.

Горизонтальные шредеры - предназначены для обработки коротких, а также длинномерных отходов.

Силосы - не являются обязательными, но просто необходимы, особенно если цех по переработке древесины имеет большие производственные мощности. Служат для хранения, перевозки и разгрузки.

Пнедробилки - срезают пень дисковой фрезой. При этом уничтожается не только сам пень над уровнем земли, но и корневая система под землей. Таким образом, отпадает необходимость в корчевке и последующей утилизации древесины - на месте пня остается горка опилок, которым можно найти дальнейшее применение.

Станки:

Строгальный станок - используется для снятия поверхностного слоя древесины. Помимо этого, во время выполнения строгания полируется поверхность. Современные станки позволяют за один заход обрабатывать обе стороны доски. Стружка же, как раньше было, не сжигается, а отправляется на дальнейшую переработку.

Фрезерные станки - применяются для вырезания канавок, шлицов и т. п.

Лущильные станки нужны для получения шпона, и относятся они к безстружечным (в процессе не образуется стружка).

Окорочные станки позволяют снимать кору с бревен. В зависимости от назначения древесины могут использоваться рифленые валки или дисковые ножи. Первые нужны для грубой обработки, вторые - для чистовой.

Размещено на Allbest.ru